實驗5戴維南定理的驗證

1、實驗5戴維南定理的驗證、實訓目的1 .驗證戴維南定理的正確性，加深對該定理的理解。2 .掌握測量有源二端網(wǎng)絡等效參數(shù)的一般方法。二、原理說明1 .任何具有兩個出線端的部分電路稱為二端網(wǎng)絡。若網(wǎng)絡中含有電源稱為有源二端網(wǎng) 絡，否則稱為無源二端網(wǎng)絡。戴維南定理：任何一個線性有源二端網(wǎng)絡，對外電路來說，總可以用一個電壓源與一個電阻的串聯(lián)來等效代替，此電壓源白電動勢Us等于這個有源二端網(wǎng)絡的開路電壓Uoc,其等效內(nèi)阻R)等于該網(wǎng)絡中所有獨立源均置零(理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路) 時的等效電阻。諾頓南理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡，總可以用一個電流源與一個電阻的并聯(lián)組合來等效代替，此電流源的電

2、流Is等于這個有源二端網(wǎng)絡的短路電流Isc,其等效內(nèi)阻R定義同戴維南定理。Uoc (Us)和R)或者Isc (Is)和R0稱為有源二端網(wǎng)絡的等效參數(shù)。2 .有源二端網(wǎng)絡等效參數(shù)的測量方法 開路電壓、短路電流法測 R0在有源二端網(wǎng)絡輸出端開路時,輸出端短路，用電流表測其短路電流用電壓表直接測其輸出端的開路電壓Isc ,則等效內(nèi)阻為UochUUoc,然后再將其UocIsc如果二端網(wǎng)絡的內(nèi)阻很小，若將其輸出端口短路Isc則易損壞其內(nèi)部元件，因此不宜用此法。(2)伏安法測R)線用電壓表、電流表測出有源二端網(wǎng)絡的外特性曲線，如圖 5-1所示。 根據(jù) 外特性曲線求出斜率tg則內(nèi)阻 UUocR 0 = tg

3、 j = I Isc叮Rus 被測有源網(wǎng)絡也可以先測量開路電壓 Uoc,圖5-2半電壓法測R0電路再測量電流為額定值I N時的輸出UOcU端電壓值UN,則內(nèi)阻為Ro=I N被測有源網(wǎng)絡穩(wěn)壓電源 R 回(3)半電壓法測R0如圖5-2所示，當負載電壓為被測網(wǎng)絡開 路電壓的一半時，負載電阻(由電阻箱的讀數(shù) 確定)即為被測有源二端網(wǎng)絡的等效內(nèi)阻值。(4)零示法測UOc圖5-3零示法測UOc電路在測量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡的開路電壓時，用電壓表直接測量會造成較大的誤差。為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零示測量法，如圖 5-3所示.。零示法測量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測有源二端網(wǎng)絡進行比 較，當穩(wěn)

4、壓電源的輸出電壓與有源二端網(wǎng)絡的開路電壓相等時，電壓表的讀數(shù)將為“0”。然后將電路斷開，測量此時穩(wěn)壓電源的輸出電壓，即為被測有源二端網(wǎng)絡的開路電壓。三、實訓設備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源0 30V1屏上2可調(diào)直流恒流源0200mA1屏上3直流電壓表0200V1屏上4直流毫安表02000mA1屏上5萬用表1自備6電阻器八DDZ-117可調(diào)電阻箱0 99999 a1DDZ-128電位器1k/2W1DDZ-12四、實訓內(nèi)容根據(jù)如圖線路，按實驗要求接好實訓線路。R1R o(a)實驗電路圖(b)等效圖1.用開路電壓、短路電流法測定戴維南等效UocIscR=Uoc/Isc(v) (mA

5、) ( )電路的Uoc、R和諾頓等效電路的I so R。按上圖（a）接入穩(wěn)壓電源 Us=12V和恒流源Is=10mA, 不接入Rlo測出Uc和Isc,并計算出R0 （測廿時，不 接入mA表）,填入右表中。2.負載實驗按上圖（a）連線，接入 R。根據(jù)下表中負載 R的阻值，測量并繪制有源二端網(wǎng)絡（ a） 的外特性曲線。將測量數(shù)據(jù)填入表中。R( Q)02004006008001KooU (v)I (mA3 .驗證戴維南定理：從電阻箱（或者電位器）上取得按步驟“1”所得的等效電阻 R0之值，然后令其與直流穩(wěn)壓電源（調(diào)到步驟“1”時所測得的開路電壓 Uoc之值）相串聯(lián)，如圖（b）所示，仿照步驟“ 2”測

6、其外特性，對戴氏定理進行驗證。R( Q)02004006008001KooU (v)I (mA4 .有源二端網(wǎng)絡等效電阻（又稱入端電阻）的直接測量法。見圖（a）。將被測有源網(wǎng)絡內(nèi)的所有獨立源置零（去掉電流源Is和電壓源US,并在原電壓源所接的兩點用一根短路導線相連），然后用伏安法或者直接用萬用表的歐姆檔去測定負載R開路時A、B兩點間的電阻，此即為被測網(wǎng)絡的等效內(nèi)阻R0,或稱網(wǎng)絡的入端電阻 R。五、實訓注意事項1 .測量時應注意電流表量程的更換。2 .用萬表直接測 Ro時，網(wǎng)絡內(nèi)的獨立源必須 先置零，以免損壞萬用表。其次，歐姆檔必須經(jīng) 調(diào)零后再進行測量。3 .改接線路時，要關掉電源。六、預習思考題圖5-41.在求戴維南等效電路時，作短路試驗，測 Isc的條件是什么在本實訓中可否直接作 負載短路實訓請實訓前對線路 （a）預先作好計